Fisikawan mengaitkan listrik dengan pergerakan elektron, partikel kecil yang bermuatan listrik negatif yang mengelilingi setiap atom. Satuan arus listrik adalah ampere, dinamai sesuai nama fisikawan Prancis abad ke-19 André-Marie Ampre. Menurut definisi, satu ampere sama dengan satu coulomb per detik. Untuk menghitung jumlah elektron dalam satu ampere, oleh karena itu Anda perlu mengetahui muatan elektron individu dalam coulomb. Itu ternyata 1,602 × 10-19 coulomb. Itu semua informasi yang Anda butuhkan untuk mengubah amp menjadi elektron per detik.
TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Membaca)
Dalam satu ampere arus, 6,242 × 1018 elektron mengalir setiap detik. Kalikan kekuatan arus dengan angka ini untuk menemukan jumlah elektron yang mengalir dalam rangkaian per detik.
Apa Itu Coulomb?
Coulomb adalah satuan muatan statis dalam sistem pengukuran MKS (meter, kilogram, sekon). Itu dinamai fisikawan Prancis lainnya, Charles Augustin de Coulomb, yang melakukan sebagian besar karyanya pada abad ke-18. Definisi coulomb didasarkan pada statcoulomb, satuan muatan dalam sistem CGS (sentimeter, gram, detik). Ini awalnya didefinisikan sebagai muatan yang dibutuhkan oleh dua partikel bermuatan sama yang dipisahkan oleh 1 sentimeter untuk saling tolak dengan gaya 1 dyne. Anda dapat menurunkan coulomb dari statcoulomb, tetapi ilmuwan kontemporer biasanya mendefinisikan coulomb dalam bentuk ampere, bukan sebaliknya. Definisi 1 coulomb adalah jumlah muatan yang dibawa dalam satu detik oleh arus 1 ampere. Para ilmuwan kebetulan mengetahui muatan elektron individu, berkat eksperimen terkenal yang dilakukan pada awal abad ke-20.
Eksperimen Tetesan Minyak Millikan
Fisikawan Amerika Robert Millikan melakukan percobaan tetes minyak pada tahun 1909, dan itu membuatnya mendapatkan Hadiah Nobel. Dia menempatkan setetes minyak bermuatan di antara dua pelat bermuatan listrik dan menyesuaikan voltase sampai tetesan itu melayang di udara. Karena ia dapat menghitung gaya gravitasi pada benda jatuh dan gaya medan listrik, ia dapat menentukan muatan pada benda jatuh tersebut. Dia melakukan percobaan dengan berbagai muatan di jatuhkan dan menemukan bahwa muatan selalu bervariasi dengan kelipatan angka tertentu, yang dia simpulkan adalah muatan pada individu elektron. Ternyata 1,602 × 10-19 coulomb.
Jumlah Elektron per Detik dalam Ampere
Satu elektron memiliki muatan 1,602 × 10-19 coulomb, sehingga Anda dapat menemukan jumlah elektron dalam muatan 1 coulomb dengan mengambil kebalikan dari nomor ini. Melakukan aritmatika, Anda menemukan:
1 coulomb = 6,242 × 1018 elektron
1 ampere sama dengan 1 coulomb per detik, yang artinya:
1 ampere = 6,242 × 1018 elektron per detik
Mengkonversi Dari Ampere ke Elektron per Detik
Hubungan yang diturunkan di atas merupakan faktor konversi. Untuk mengubah dari ampere menjadi elektron per detik, kalikan faktor konversi tersebut dengan kekuatan arus dalam ampere. Misalnya, dalam arus 15 amp:
15\times (6.242\times 10^{18})=9.363\times 10^{19}
9.363 × 1019 elektron mengalir per detik. Dalam arus 7 mA (0,007 amp), 4,369 × 1016 elektron mengalir per detik.